数字电路EDA技术入门与实战

第1章概述1

1.1数字电路与系统设计分类1

1.2传统数字电路与系统设计的主要内容2

1.3数字电路与系统EDA设计的主要内容2

1.3.1可编程逻辑器件3

1.3.2软件开发工具3

1.3.3硬件描述语言4

1.4数字电路与系统EDA设计的流程5

1.5数字电路与系统传统设计方法和EDA设计方法的比较7

第2章数字电路不同描述方法的EDA实现10

2.1数字电路原理图输入设计方法的EDA实现10

2.1.1用原理图描述数字电路10

2.1.2原理图输入设计方法的EDA实现流程11

2.2数字电路文本输入设计方法的EDA实现21

2.2.1用VHDL描述数字电路21

2.2.2文本输入设计方法的EDA实现流程33

第3章组合逻辑电路35

3.1组合电路概述35

3.2组合电路的分析35

3.2.1组合电路的传统分析方法35

3.2.2利用EDA工具分析组合电路39

3.3组合电路的设计48

3.3.1组合电路的传统设计方法48

3.3.2利用EDA工具设计组合电路50

3.4常用组合电路的VHDL设计64

3.4.1门电路64

3.4.2编码器和译码器67

3.4.3数据选择器75

3.4.4三态门电路79

第4章时序逻辑电路84

4.1时序电路概述84

4.1.1时序电路的电路结构84

4.1.2时序电路的描述方法84

4.1.3时序电路分类85

4.2时序电路的分析85

4.2.1时序电路的传统分析方法85

4.2.2利用EDA工具分析时序电路89

4.3时序电路的传统设计方法91

4.3.1用触发器设计时序电路91

4.3.2用集成移位寄存器设计时序电路94

4.3.3用集成同步计数器设计时序电路96

4.3.4用集成异步计数器设计时序电路100

4.4常用时序电路的VHDL设计102

4.4.1触发器102

4.4.2寄存器109

4.4.3计数器114

4.4.4分频器118

4.4.5存储器及其应用124

第5章状态机设计133

5.1状态机的VHDL描述133

5.2状态机编码138

5.2.1顺序编码138

5.2.2一位热码编码138

5.2.3状态位直接输出型编码138

5.3状态机设计举例141

5.3.1状态机设计流程141

5.3.2序列信号检测器的设计142

5.3.3A/D采样控制器的设计144

5.3.4自动交通控制系统的设计148

5.4状态机设计中需要注意的问题153

第6章基于复杂可编程逻辑器件的交通灯控制电路设计154

6.1数字电路与系统设计的过程154

6.2方案论证155

6.2.1设计要求155

6.2.2设计要求的真值表描述155

6.2.3基于微控制器的交通灯控制电路设计157

6.2.4基于可编程逻辑器件的交通灯控制电路设计158

6.3系统设计159

6.4单元电路设计159

6.4.1显示电路159

6.4.2时钟产生电路161

6.4.3状态产生电路165

6.4.4控制信号产生电路166

6.5系统连调169

6.6设计总结171

第7章基于现场可编程阵列的信号产生器的设计172

7.1引言172

7.2直接数字合成173

7.3方案论证174

7.3.1DDS信号产生器芯片174

7.3.2利用微处理器实现DDS信号产生器176

7.3.3利用可编程逻辑器件实现DDS信号产生器177

7.4系统设计179

7.5单元电路设计180

7.5.1显示电路180

7.5.2键盘电路181

7.5.3数/模转换电路185

7.5.4波形数据表190

7.5.5相位累加器191

7.6系统连调191

7.6.1各种时钟的产生191

7.6.2单元电路的组合193

7.6.3系统测试196

7.7设计总结196

第8章可编程逻辑器件的编程/配置197

8.1编程/配置模式197

8.2ByteBlaster下载电缆198

8.2.1ByteBlasterMV下载电缆198

8.2.2JTAG编程/配置模式200

8.2.3被动串行方式(PS)模式201

8.3可编程逻辑器件的编程/配置202

8.3.1编程器的设置202

8.3.2可编程逻辑器件管脚的设置203

8.4配置芯片204

8.4.1配置芯片的类型205

8.4.2配置电路205

8.4.3配置芯片EPC2的编程206

参考文献210

　　数字电子技术在各个领域的广泛应用，使其成为电子技术未来发展的趋势，而电子设计自动化技术的不断发展与进步，也使得基于EDA技术的分析和设计方法正在成为数字电路与系统设计的主流。对于从事这方面工作的工程技术人员而言，掌握并具备应用这两种技术的技能，无疑是非常重要的。本书所要阐述的主要目的是：帮助那些掌握了传统数字电子技术的基本理论、方法和技能的读者，将学习的重点转移到以EDA技术为主要内容的现代数字电路与系统的分析与设计上来。　　本书从实际应用角度出发，以帮助读者轻松地从数字电路的传统分析设计方法过渡到采用EDA技术分析和设计数字电路为目的，用与传统数字电路分析和设计类比的方法，详细地介绍了基于EDA技术的现代数字电路的分析设计流程；穿插介绍了VHDL硬件描述语言和QuartusⅡ7.2开发软件；同时介绍了最普通的描述数字电路与系统的模型有限状态机的基本概念、一般描述方法和设计过程；通过两个数字电路与系统设计的实例，介绍了应用可编程器件进行设计的方法；最后讨论了可编程逻辑器件的编程与配置。　　本书可供从事数字电路硬件设计的工程师阅读和参考，可作为EDA技术短训班的教材，也可作为高等院校通信工程、电子工程、计算机应用技术、数字信号处理等专业专科生、本科生或研究生的教材。